metal de tierras raras

A 40 años luz de nosotros vive una estrella que durante mucho tiempo pasó desapercibida: TRAPPIST-1 emite al espacio dos mil veces menos luz que el Sol. Pero a su alrededor se encontraron nada menos que siete planetas del tamaño de la Tierra, y tres de ellos orbitan en la zona donde el agua podría permanecer líquida.

Tres armarios con piedras. En uno, granos metálicos y el mineral gris enstatita; en el segundo, los mismos granos pero con vetas oxidadas; en el tercero, arcillas estratificadas, hinchadas de agua. Los tres conjuntos se extrajeron de meteoritos caídos en la Tierra: las condritas.

Un electrón extra en una molécula es como un pasajero que apenas se aferra al estribo de un tren en marcha. Ese "pasajero" convierte a la partícula en un anión, un ion negativo. Estudiarlo es difícil: el enlace es débil, la nube electrónica está difuminada, y cualquier empujón puede arrancar el electrón.

Doscientos ochenta y nueve días: eso dura exactamente una rotación de la enana blanca WD 1532+129. No es solo un récord: en su superficie, en los polos magnéticos, aparecen cicatrices de hierro y otros metales, mudos testimonios de los planetas que ha devorado.

En 1946, propuso un método que revolucionó la arqueología: determinar la edad mediante la desintegración del radiocarbono. El reloj avanza: cada 5730 años, la mitad de los átomos desaparece. Pero, ¿por qué tan lentamente? Para un núcleo ligero, esto es una anomalía: las vidas típicas son millones de veces más cortas. El misterio se mantuvo durante siete décadas.

La edad de una estrella es la llave para la historia de la Galaxia. Pero arrancarle esa llave a la naturaleza no es fácil: a diferencia de un árbol, una estrella no acumula anillos de crecimiento.

La materia oscura es el arquitecto invisible del Universo, que evita que las galaxias se dispersen. Gracias a Fritz Zwicky y Vera Rubin sabemos que la materia ordinaria en el cosmos es solo una ínfima impureza. Pero, ¿qué se esconde detrás de esta materia oscura?

En las profundidades, en el manto ardiente, el hierro lleva una doble vida. Puede ser divalente o trivalente, como una moneda que cae de cara o de cruz. De qué lado predomine depende cuánto oxígeno quede en la capa rocosa del planeta y cuánto se vaya al núcleo.

La historia comenzó hace casi un siglo, cuando Edwin Hubble demostró que las galaxias se alejan, y Fritz Zwicky y Vera Rubin comprendieron después que para explicar sus movimientos era necesaria una masa invisible: la materia oscura.

El misterio de la principal ruptura en el espectro de los rayos cósmicos galácticos — la rodilla a 3 PeV — persistió durante casi un siglo.

El campo magnético aumenta, pero la magnetización se queda congelada en su sitio. Como una balanza a la que añades peso y la aguja no se mueve hasta que se acumula lo suficiente para saltar a la siguiente marca. Así se comportan los cristales de tetraboruros de tierras raras, y los físicos llevaban décadas sin entender por qué.

En las nubes oscuras y frías de gas interestelar, los astrónomos llevan varios años detectando moléculas aromáticas, compuestos basados en el anillo de benceno (un hexágono de átomos de carbono), como el benceno que conocemos.

El Planeta Rojo está rodeado de escombros de mundos fallidos: bloques de piedra rellenos de metal. Enviar un kilogramo de acero de la Tierra a Marte cuesta como varios coches. Es mucho más barato recoger chatarra espacial directamente en la órbita.

En el cúmulo abierto Trumpler 5, donde cientos de estrellas se mueven juntas, una estrella se comporta como una adolescente en compañía de ancianos. Pulsa: se hincha y se contrae, cambiando su brillo cada pocas horas.

Dentro de los superconductores de cobre —materiales que conducen la corriente sin pérdidas a temperaturas sorprendentemente altas— hay una fase oculta. Se comporta como un metal ordinario, pero no es visible en las mediciones estándar.

Muy por debajo de nuestros pies, en el espesor del planeta, tiene lugar una lenta desintegración de elementos radiactivos. En ese proceso nacen partículas diminutas: los geoneutrinos. Atraviesan la corteza terrestre, el manto y el núcleo casi sin interactuar con nada.

Una cesta tejida con mimbre mantiene su forma gracias al entrelazado. Un patrón similar —triángulos unidos en una red plana— se ha descubierto en un nuevo cristal con fórmula Cs₃V₉Te₁₃. Aquí, los átomos de vanadio forman dos conjuntos de triángulos que se atraviesan mutuamente, como hilos en una tela.

Cuando un panadero amasa la masa, por los granos de harina se puede saber de qué molino proviene. Lo mismo ocurre con la Tierra: la composición del hierro en sus profundidades guarda memoria de dónde nacieron los fragmentos que formaron el planeta.

La Tierra joven parecía una colmena: crecía fusionándose a partir de innumerables bloques de roca. Cuando terminó la construcción principal, un enjambre tardío de meteoritos azotó el planeta joven: el llamado revestimiento tardío. Según creían los científicos, esos impactos trajeron platino, oro y otros metales raros a las capas superiores de la Tierra.

En 2017, una piedra cayó del cielo en la aldea india de Mukhundpura. Era un raro meteorito carbonáceo: un fragmento de material cósmico antiguo que guarda huellas del nacimiento del sistema solar. Los lugareños recogieron rápidamente los fragmentos y estos llegaron a un laboratorio.

En las afueras de la Vía Láctea se esconden diminutos sistemas estelares, tan tenues que apenas se ven incluso con potentes telescopios. Hasta hace poco, los astrónomos casi no sabían nada de estos objetos, llamados satélites compactos ultra tenues.

A veces, una estela de fuego cruza el cielo nocturno. Es un fragmento de roca espacial que se quema en el aire, y por el color del destello se puede deducir de qué elementos estaba compuesto. Los astrónomos apuntaron cámaras sensibles a esos destellos y, entre 180 imágenes, encontraron dos rocas que no se parecen a la mayoría de las estrellas fugaces.

En el espacio profundo, a más de 12 mil millones de años luz, el telescopio James Webb ha divisado una galaxia que parece una visitante de los primeros días del cosmos.

Un trozo de cromo expuesto al aire se cubre en un minuto con una armadura invisible: una película de óxido. Esta protege al metal de la corrosión, pero para una batería es un problema: la película no deja pasar los iones de cromo y la corriente no fluye. Los científicos mezclaron cinco metales: cromo, bismuto, cobre, estaño y níquel.

Las diminutas agujas magnéticas dentro del cristal de óxido de terbio e iridio se comportan de manera extraña: en lugar de alinearse a lo largo de su eje favorito, se colocan transversalmente. Este estado se forma por completo al enfriar hasta 1,5 kelvin, una temperatura más fría que la del espacio exterior.

El segundo visitante interestelar, el cometa 3I/ATLAS, brilla de manera inusual debido a los granos de metal oxidado en su núcleo helado. A medida que se acerca al Sol, se comporta como una vieja lata de conserva arrojada al fuego: el calor derrite el hielo, el agua entra en contacto con el metal y comienza una corrosión violenta.

Un nuevo material magnético está estructurado como una pila de tortitas: en cada capa todas las «flechas» atómicas apuntan en la misma dirección, pero la capa vecina está magnetizada en la dirección opuesta. El patrón de triángulos —la red kagome— está distorsionado porque algunos átomos se sustituyeron por pesas de germanio.

En el flujo de partículas cargadas que nos llegan desde las profundidades de la Galaxia, el hierro resultó ser la oveja negra. El instrumento ATIC-2, elevado en un globo sobre la Antártida, comparó cómo cambia con la energía la proporción de núcleos desde el azufre hasta el cromo en relación con el hierro.